pb096la004zr055ti045o3体系压电陶瓷的制备与掺杂改性研究

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2、或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要本文采用传统固相法制备了Sb2O3掺杂的Pb1-yLay（ZrxTi1-x）1-y/4O3（简称PLZT）压电陶瓷。通过X射线衍射对烧结后的陶瓷试样进行物相分析，用扫面电子显微镜（SEM）观察烧结后陶瓷表面的显微结构，并且研究了组成、烧结埋料、保温时间、烧结温度对材料压电介电性能的影响。由实验结果得到适当的Sb2O3掺杂可以有效提高陶瓷材料的电学性能。粉料的合成温度、烧结制度等工艺在一定程度上也可以提高材料的性能。对于本课题研究的体系

3、，合成温度和保温时间对材料性能的影响尤为显著。烧结埋料是否恰当，直接决定了烧结时主料中铅的挥发程度，铅大量挥发会产生过多的铅空位，从而影响材料的性能。通过3+3+研究得出，当锆钛比为Zr/Ti=55/45，锑掺杂量为Sb=1.5wt.%，镧掺杂量为La=4at.%时，制备工艺：合成温度975℃，烧结温度1280℃，保温时间为2.5h，烧T结埋料为合成后的主料，系统综合性能最佳：d33=683pC/N,Kp=0.673,ε33=3426,tgδ=1.80%,Tc=238℃。最佳配方：Pb0.96La0.04（Zr0.55Ti0.45）0.99O3+1.5wt.%Sb2

4、O3（下面讨论中简写为PLSZT）。上述研究结果在实际生产中有较强的实用意义。2+此外还研究了以外加方式掺杂Sr对PLSZT压电陶瓷材料在准同型晶界附2+近晶粒形貌、压电介电性能的影响。Sr掺杂会影响PLSZT陶瓷准同型相界的位置，使得相界向富锆方向移动，当锆钛比为55.5/44.5时，材料的性能最佳。适2+2+量的Sr置换Pb可以有效促进晶粒的长大，降低材料的气孔率，使致密度增加，加强了陶瓷材料的压电、介电性能，但同时使得材料的居里温度Tc有略微的下2+降。Sr掺杂的陶瓷体的最佳配方为Pb0.96La0.04(Zr0.555Ti0.445)0.99O3+1.5wt

5、.%Sb2O3+T1.0at.%SrCO3，主要性能参数如下：d33=736pC/N，Kp=0.68，ε33=3282，tgδ=2.01%，2Tc=220℃，Pr=34.49μC/cm，Ec=9.28KV/cm，材料的压电系数提高，一定程度上扩宽了材料的使用范围。关键字：PZT、掺杂、制备工艺、介电性能、压电性能ABSTRACTThePb1-yLay（ZrxTi1-x）1-y/4O3(PLZT)piezoelectricceramicsdopedbySb2O3werepreparedbyconventionalsolidsolutionmethod.TheX-ray

6、diffraction(XRD)wereappliedtoanalyzephasesofthesinteredceramics,andthescanningelectronicmicroscope(SEM)wereappliedtoanalyzemicrostructureofceramics.Theeffectsofthecomposition,packingpowders,sinteringtimethesinteringtemperatureonthedielectricandpiezoelectricpropertiesofthesystemwerealso

7、discussed.Throughtheexperiments,weobtainedthefollowingconclutions:anappropriateproporitionofSb2O3canenhancethedielectricandpiezoelectricpropertiesofthePLZTceramicssignificantly.Atthesametime,improvementsofthetechnology,suchascalciningtemperatureandsinteringtechnology,canimprovethedie